[发明专利]一种基于周期极化Nd:MgO:LiNbO3晶体的自光参量振荡激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光器件技术领域，利用周期极化Nd:MgO:LiNbO₃晶体同时作为激光与非线性晶体，实现其自光参量振荡的激光输出。

背景技术

光参量振荡是拓展激光波长的重要技术手段。目前国内外成熟的光参量振荡激光器主要以1微米近红外激光作为基频光，以KTP、KTA等作为非线性晶体，经过二阶OPO非线性过程，实现波长变换和拓展。这就需要将激光晶体和非线性晶体分开放置，使得激光器结构比较复杂，维护困难。

发明内容

本发明针对目前光参量振荡激光器的缺点和不足，提出采用同时具有激光和非线性效应的周期极化Nd:MgO:LiNbO₃晶体作为激光和光参量介质，实现自光参量振荡激光的激光器。

本发明的技术方案是：一种基于周期极化Nd:MgO:LiNbO₃晶体的自光参量振荡激光器，包括泵浦源、非线性晶体和谐振腔，泵浦源设在谐振腔外，非线性晶体设在谐振腔内，其特征在于，所述的非线性晶体为周期极化Nd:MgO:LiNbO₃晶体，该晶体沿其光参量振荡的相位匹配方向切割。

所述的光参量转换过程可以采用信号光单共振模式，也可以采用信号光和闲频光双共振模式。

Nd:MgO:LiNbO₃晶体的极化周期设置可以是单通道周期极化，也可以是多通道周期极化。

如采用信号光单共振模式，则所述的谐振腔由入射镜和出射镜组成，该入射镜镀以对泵浦光高透过和对1.08微米以及信号光、闲频光波段高反射的介质膜，该出射镜镀以对1.08微米以及信号光波段高反射和对闲频光波段高透过的的介质膜，周期极化Nd:MgO:LiNbO₃晶体两端抛光，且镀以对泵浦光和1.08微米以及信号光波段、闲频光波段的高透过介质膜。

如采用信号光和闲频光双共振模式，则所述的谐振腔由入射镜和出射镜组成，该入射镜镀以对泵浦光高透过和对1.08微米以及信号光、闲频光波段高反射的介质膜，该出射镜镀以对1.08微米高反射并且对信号光波段以及闲频光波段部分透过的介质膜，周期极化Nd:MgO:LiNbO₃晶体两端抛光，且镀以对泵浦光和1.08微米以及信号光波段、闲频光波段的高透过介质膜。

为了提高激光器的峰值功率和增加转换效率，在谐振腔中插入电光、声光或者被动调Q器件。

所述的Nd:MgO:LiNbO₃晶体为长方体，其通光方向尺寸为20~50mm。

所述的Nd:MgO:LiNbO₃晶体Nd粒子掺杂浓度为0.25at%~5at%。

所述的泵浦源优选半导体激光器或氙灯。

本发明提供的自光参量振荡激光器具有以下优点：

(1)结构紧凑简单。本发明由一块晶体代替了以前所用的两块晶体，“一晶两用”，整机结构紧凑，耐外界冲击能力强，具有更高的运行稳定性。

(2)调试简单。只需将泵浦光垂直射入晶体中即可获得光参量振荡激光输出，无需复杂调节。

(3)成本低。本发明将激光和非线性效应晶体集于一块晶体上，减少了加工过程，降低了成本，有利于产业化。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

图1为本发明的连续自光参量振荡激光器示意图。

图2为本发明的调Q自光参量振荡激光器示意图。

具体实施方式

实施例1

参见图1，本发明一种自光参量振荡激光器，包括泵浦源、非线性晶体和谐振腔。所述非线性晶体为周期极化的Nd:MgO:LiNbO₃晶体3，该晶体切割方向垂直于晶体c轴，准位相匹配为e=e+e模式，以利用铌酸锂晶体的最大非线性系数d33。晶体前后两表面抛光，且镀以对1.08微米和1.5微米以及3.9微米的高透过的介质膜。

所述的Nd:MgO:LiNbO₃晶体为长方体，其通光方向尺寸为20~50mm，宽度为3~10 mm，厚度为2~10 mm，极化周期取29.5微米。

所述的Nd:MgO:LiNbO₃晶体Nd粒子掺杂浓度为0.25at%~5at%。